DE3200082A1

DE3200082A1 - Hydraulischer steuerzylinder zur einstellung des schnitthorizontes untertaegiger gewinnungsmaschinen

Info

Publication number: DE3200082A1
Application number: DE19823200082
Authority: DE
Inventors: Franz 4670 Lünen Roling
Original assignee: Gewerkschaft Eisenhutte Westfalia GmbH
Current assignee: Caterpillar Global Mining Europe GmbH
Priority date: 1982-01-05
Filing date: 1982-01-05
Publication date: 1983-07-14
Also published as: BE895532A; FR2519372B1; FR2519372A1; GB8300017D0; DE3200082C2; GB2129877A; ES277332Y; US4509799A; ES277332U; ZA829545B; GB2129877B

Description

Titels Hydraulischer Steuerzylinder zur Einstellung des Schnitthorizontes untertägiger Gewinnungs maschinen

Die Erfindung "betrifft einen hydraulischen Steuerzylinder zur Einstellung des Schnitthorizontes untertägiger Gewinnungsmaschinen^ mit einem am Zylinder angeordneten Kugelkopf für die gelenkige Zylinderlagerung.

Aus der DE-OS 25 34 325 ist eine Einrichtung zur MVeausteuerung einer Gewinnungsmaschine, insbesondere eines KohlenhobelS₉ bekannt ₉ bei der die hydraulischen Steuerzylinder hängend zwischen den Stangenköpfen der am Schreitausbau geführten Führungsstangen und der Hobelführung bzw« einem sie tragenden Strebförderer gelenkig so eingeschaltet sinds daß sie beim Ein- oder Ausschub die Hobelführung in der bankrechten Ebene kippen,, wobei eine unmittelbare Abhängigkeit zwischen Kolbenhub und Kippwinkel besteht. Bei der Kippbewegung schwenkt die Hobelführung zusammen mit dem rückbaren Förderer um die Anschlußgelenke der Stangenköpfeο Die Führungsstangen dienen einerseits zur Führung des Schreitausbaus und andererseits als weit nach hinten auskragende Ausleger zur versatzseitigen Abstützung der Hobelführüng gegenüber den im Hobelbetrieb auftretenden Kippkräften. Außerdem können die Führungsstangen als Schubgestänge für die den einzelnen hydraulischen Ausbaueinheiten zugeordneten Rückzylinder dienen₀

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Bei der bekannten Einrichtimg nach der DE-OS 25 34 325 sind die hydraulischen Steuerzylinder kugelgelenkig mit den Stangenköpfen verbunden, die aus Gelenk-Halbschalen bestehen. Die Kugelgelenkverbindung erlaubt eine allseitige gelenkige Einstellung der Stellzylinder und der hiermit gekoppelten Teilen, wie dies vor allem zur Anpassung an Unebenheiten des Liegenden, wechselndes Einfallen des Strebs sowie zur Anpassung an Relativbewegungen zwischen Schreitausbau und Förderer bzw. Hobelführung zweckdienlich ist ο

Mit der späteren deutschen Patentanmeldung P 31 17 401,9 wurde vorgeschlagen, die Steuerzylinder in umgekehrter Einbaulage anzuordnen, derart, daß sie mit ihrer am Zylinder angeordneten Gelenkkugel in einer bergestoßseitig am Förderer angebauten Gelenkpfanne gelagert sind_o Diese Anordnung der Steuerzylinder erfordert einen, verhältnismäßig kleinen Einbauraum, zumal die Steuerzylinder verhältnismäßig steil gestellt werden können. Hierdurch ergibt sich eine raumsparende Gesamtanordnung der Steuerzylinder, so daß das Fahrfeld nicht übermäßig weit eingeengt wird.

Die Erfindung ist auf hydraulische Steuerzylinder gerichtet, die insbesondere bei den vorgenannten Steuereinrichtungen, vorzugsweise derjenigen nach der älteren Patentanmeldung P 31 17 401.9 zum Einsatz kommen. Solche Steuerzylinder weisen einen verhältnismäßig kleinen Kolbenhub auf und sollten bei dem vorgegebenen Kolbenhub möglichst kleine Bauabmessungen erhalten. Es ist demgemäß Aufgabe der Erfindung, den Steuerzylinder bei ausreichend großem Kolbendurchmesser und Kolbenhub so auszubilden, daß er zusammen mit seinem Kugelkopf eine möglichst kleine Baulänge aufweist. Dabei soll möglichst auch der Einbauraum für den Kugelkopf gegenüber den bisherigen Steuerzylinder-

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anordnungen nicht überschritten werden.

Die Erfindung 18st die gestellte Aufgabe auf zwei unterschiedlichen Wegen, wobei die gleichzeitige Anwendung beider erfindungsgemäß vorgesehenen Lösungsmaßnahmen zu im Sinne der Aufgabenstellung optimalen Ergebnissen führt.

Nach dem ersten Lösungsvorschlag der Erfindung weist der im Kugelradius abgestufte Kugelkopf eine Kugelkappe mit einem Radius auf, der kleiner ist als der Radius der zwischen der Kugelkappe und dem Zylinderrohr liegenden Kugelsehulter« Vorzugsweise haben die Radien der Kugelkappe und der Kugelschulter denselben Mittelpunkt. Die Kugelkappe wird zweckmäßig als Halbkugel ausgebildete

Mit dieser Ausgestaltung des Kugelkopfes des Steuerzylinders ist es möglich, die Baulänge des Steuerzylinders gegenüber den bisher verwendeten Steuerzylindern mit Kugelkopf um das Maß der Durchmesser-Abstufung des Kugelkopfes zu vermindern, ohne dabei den Kolbenhub herabzusetzen. Zugleich ergibt sich die Möglichkeit, bei gleichem Kolbenhub und gleicher axialer Kolbenabmessung den Kolbendurchmesser zu erhöhen, ohne den maximalen Einbauraum für den Kugelkopf zu überschreiten. Während der Radius der Kugelkappe durch das maximal zulässige Einbaumaß, d.h. die Größe der zur Kugelgelenklagerung verwendeten Gelenkpfanne bestimmt wird, bestimmt sich der größere Radius der Kugelschulter durch die maximal zulässigen Flächenpressungen, die sich bei Steuerung der Gewinnungsanlage auf "Klettern" an der Kugelschulter und der Gegenfläche der Gelenkpfanne einstellen» Das Maß der Abstufung des Radius der Kugelkappe gegenüber dem Radius der Kugelschulter entspricht ia allgemeinen mindestens etwa der Wandstärke des Zylinderrohres des Steuerzylindersβ

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Nach einem zweiten Lösungsvorschlag der Erfindung weist der sich bis in den Kugelkopf erstreckende Zylinderraum des Steuerzylinders ia Bodenbereich eine Abstufung mit einem Durchmesser auf, der kleiner ist als der Durchmesser des Zylinderraumes auf dem übrigen Hubbereich des Kolbens, der entsprechend gestuft ausgebildet ist. Die axiale Länge des im Durchmesser kleineren Kolbenteils des gestuften Kolbens ist dabei zweckmäßig kleiner als die axiale Länge des die Kolbendichtung tragenden im Durchmesser größeren Kolbenteils.

Die Stufung des Kolbens und des Zylinderräumes führt ebenfalls zu einer Verkürzung des gesamten Steuerzylinders, ohne daß im Bereich der Zylinderabstufung die aus Festigkeitsgründen erforderliche Wandstärke unterschritten wird. Es versteht sich, daß sich optimale Ergebnisse erreichen lassen, wenn gleichzeitig mit der genannten Absetzung des Kugelkopfes die Abstufung des Kolbens und des Zylinders verwirklicht wird. Die Kolbenstange kann ebenfalls einen Kugelkopf erhalten, der in eine Gelenkpfanne des Stangenkopfes des Führungsgestänges einführbar ist.

Weitere Merkmale der Erfindung sind in den Ansprüchen angegeben und werden nachfolgend im Zusammenhang mit den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 schematisch in Seitenansicht, teilweise im Querschnitt einen erfindungsgemäßen Steuerzylinder in seiner Einbaulage;

Fig. 2 den Steuerzylinder nach Fig. 1 in größerem Maßstab und teilweise (links der Mittelachse) im Axialschnitt ;

Fig. 3 den Steuerzylinder nach Fig. 2 mit einer zusätzlichen Verdrehsicherung;

Fig. 4 einen Schnitt nach Linie IV-IV der Fig. 3.

Die Einrichtung zur Einstellung des Schnitthorizontes ei-

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untertäglgen Gewinnungsmaschine ist in ihrem grundsätzlichen Aufbau z.B_e aus der DE-OS 25 34 325 bekannt« Mit 10 ist ein abschnittsweise rückbarer Strebförderer bezeichnet, der die (nicht dargestellte) Gewinnungsmaschi«- nanführung aufweist, die bei einer Hobelanlage abbaustoßsaitig am Strebförderer angebaut ist. An der Bergestoßseite des Strebförderers 10 sind in Änschlußgelenken 11 mit in Längsrichtung des Förderers verlaufender Gelenkachs© Stangenköpfe 12 angeschlossen, welche an den vorderen Enden von Führumgsstangen 13 angeordnet sind, die sich in Stangenführungen der hydraulischen Ausbaugestelle, ZeB₀ Ausbauschilde od_odgl_e ₉ führen. Im allgemeinen weist jedes Führungsgestänge 13 zwei als Federstangen ausgebildete Führungsstangen auf, die an ihrem vorderen Ende durch einen gemeinsamen Stangenkopf 12 verbunden sind. Am Strebförderer 10 sind bergestoßseitig Anbauteile, wie aufragende Seitenbleche 14 od_odgl«, befestigt, welche die Anschlußorgane 15 für die Anschlußgelenke 11 aufweisen und an denen im oberen Bereich Gelenkpfannen 16 befestigt sind. Die Anordnung der hydraulischen Steuerzylinder 17 entspricht derjenigen nach der älteren Patentanmeldung P 31 17 401.9.

Wie insbesondere Fig_e 2 zeigt, weisen die hydraulischen Steuerzylinder 17 an ihrem Zylinderrohr 18 einen Kugelkopf 19 auf, mit dem sie in der Gelenkpfanne 16 gelenkig gelagert sind.. Letztere besteht zweckmäßig aus mehreren lösbar miteinander verbundenen Teilen, wie dies in der genannten Patentanmeldung P 31 17 401.9 offenbart ist. Die Kolbenstange 20 des Steuerzylinders 17 trägt ebenfalls einen Kugelkopf 21, der in einer Kugelpfanne des Stangenkopfes 12 gelenkig gelagert ist_e .

Der Kugelkopf 19 des Zylinders ist in seinem Radius abgestufte Er besteht aus einer als Halbkugel ausgebildeten Kugelkappe 23 und einer zwischen der Kugelkappe 23 und dem

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Zylinderrohr 18 liegenden Kugelschulter 24. Der Radius R1 der Kugelkappe 23 ist um das Maß X kleiner als der Radius R2 der Kugelschulter 24. Mit 25 ist der gemeinsame Mittelpunkt der beiden Radien R1 und R2 bezeichnete Das Maß X entspricht mindestens etwa der Wandstärke D des Zylinderrohres 18. Der gemeinsame Mittelpunkt 25 der Kugelkappe 23 und der Kugelschulter 24 bildet zugleich den Drehpunkt des Steuerzylinders 17 in der Gelenkpfanne 16.

Es ist erkennbar, daß der Steuerzylinder 17 aufgrund der unterschiedlichen Kugelkopfradien R1 und R2 um das Maß X kürzer baut als ein Steuerzylinder mit einem einheitlichem Kugelkopfradius R2, der in Fig. 2 durch die strichpunktierte Linie angedeutet ist. Der Radius R2 bestimmt sich nach den zulässigen Flächenpressungen, die beim Steuern der Anlage im Sinne eines "Kletterns¹¹ (Druckbeaufschlagung der Steuerzylinder in Einschubrichtung) an der Kolbenschulter 24 und den entsprechenden Lagerflächen der Gelenkpfanne 16 auftreten. Der Radius R1 der als Halbkugel ausgebildeten Kugelkappe 23 wird bestimmt durch das maximal zulässige Einbaumaß des Steuerzylinders 17 in der Gelenkpfanne. Die Stufung des Kugelkopfes 19 führt demgemäß also zugleich zu einer Verminderung der Abmessungen der Kugelpfanne 16.

Am Übergang zwischen der Kugelkappe 23 und der Kugelschulter 24 ist ein radial vorspringender Zapfenansatz 26 befestigt, der eine Drehsicherung bildet, d.h. den in der Gelenkpfanne 16 gelagerten Steuerzylinder gegen Drehen um seine Achse sichert. Das Zylinderrohr 18 trägt eine Anschlußmuffe 27 für eine zu dem Steuerzylinder 17 führende hydraulische Anschlußleitung. Das Zylinderrohr 18 ist endseitig durch einen Zylinderdeckel 28 mit Führungsbuchse und Stangendichtung 29 verschlossene Der Zylinderdeckel bildet zugleich die Hubbegrenzung für den Kolben 30_o Mit H

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ist der maximale Kolbenhub bezeichnet·

Es ist erkennbar, daß sich der Zylinderraum 31 des Steuerzylinders bis tief in.den Kugelkopf 19 erstreckt und im Bodenbereich eine Abstufung 32 mit einem Durchmesser d2 aufweist, der kleiner ist als der Durchmesser d1 des Zylinderraumes 31 auf dem übrigen Hubbereich des Kolbens 30. Letzterer ist mit einer entsprechenden Abstufung 33 versehen. Die axiale Länge des die Abstufung 33 bildenden, im Durchmesser kleineren Kolbenteils ist kleiner als die axiale Länge des im Durchmesser größeren Kolbenteils, welcher die Kolbendichtung 34 trägt. Der Kolben 30 ist demgemäß auf der Länge Y von dem Durchmesser d1 auf den Durchmesser d2 des Zylinderraumes 31 verkleinert. Der Zylinderraum 31 des Steuerzylinders 17 wird daher um das Maß Y verlängert, ohne daß sich im Bereich der Abstufung eine unzulässige Verminderung der Wandstärke des Zylinders ergibt. Bei gleichbleibender axialer Abmessung des Kolbens 30 und bei gleichem Hub H kann daher aufgrund der Abstufung des Zylinderraumes 31 und des Kolbens 30 der Zylinder um den Betrag Y verkürzt werden,, Der beschriebene Steuerzylinder 17 weist daher bei einem vorgegebenen Kolbenhub H -und vorgegebenem Kolbendurchmesser sowie bei vorgegebener Kolbenhöhe eine geringstmögliche Baulänge auf.

Der in den Fig₀ 3 und 4 gezeigte Steuerzylinder unterscheidet sich von demjenigen nach den Fig. 1 und 2 lediglich dadurch, daß er mit einer zusätzlichen Verdrehsicherung versehen ist, die relative Drehbewegungen zwischen der Kolbenstange und dem Zylinder verhindert. Diese Verdrehsicherung besteht aus einem in eine Bohrung 36 des Kugelkopfes 19 eingeschweißten axialen Bolzen 35, der in eine den Kolben 30 durchgreifende axiale Bohrung 37 der Kolbenstange 20 einfaßt. Der Bolzen 35 und entsprechend auch die Bohrung

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37 sind um daB Maß E exzentrisch zur Zylinderachse angeordnet, um die Verdrehsicherung zu bewirken. Die Bohrung 37 der Kolbenstange 20 ist als Sackbohrung ausgeführt, deren innenliegendes geschlossenes Ende über mindestens eine axiale Nut 38 des Bolzens 35 mit dem Druckraum des Steuerzylinders hydraulisch verbunden ist, so daß der hydraulische Druck sowohl auf die Kolbenfläche des Kolbens 30 als auch auf die Stirnfläche 39 des Bolzens 35 wirkte

Die vorstehend beschriebene Verdrehsicherung hat auch den Vorteil, daß sie die am Zylinder oder auch an der Kolbenstange angeordneten Hydraulikanschlüsse gegen Verdrehung sichert.

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Leerseite

Claims

PATENTANWÄLTE 3 "' O O O 8

Dipl.-Ing. BUSCHHOFF
Dipl.-Ing. H EN NICKE
Dipl.-Ing. VOLLBACH

KAISER-WiLHEL.V-RING 24

5000 KÖLN 1

Reg.-Nf-

^AkrenZ [ÖwJMSÄ^ZI KÖLN, den 2.12.1981

bitte angeben VO/kr

Anm.: Gewerkschaft Eisenhütte Westfalia, 4670 Lünen

Titel: Hydraulischer Steuerzylinder zur Einstellung des Schnitthorizontes untertägiger Gewinnungsmaschinen

Ansprüche

Hydraulischer Steuerzylinder zur Einstellung des Schnitthorizontes untertägiger Gewinnungsmaschinen, mit einem am Zylinder angeordneten Kugelkopf für die gelenkige Zylinderlagerung, dadurch gekennzeichnet , daß der im Kugelradius abgestufte Kugelkopf (19) eine Kugelkappe (23) mit einem Radius (R1) aufweist, der kleiner ist als der Radius (R2) der zwischen der Kugelkappe (23) und dem Zylinderrohr (18) liegenden Kugelschulter (24)_o

2. SteuerZylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Radien (R1, R2) der Kugelkappe (23) und der Kugelschulter (24) denselben Mittelpunkt (25) haben.

3. Steuerzylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Kugelkappe (23) als Halbkugel ausgebildet ist.

4. Steuerzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der

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Radius (R1) der Kugelkappe (23) um mindestens etwa die Wandstärke (D) des Zylinderrohres (18) kleiner ist als der Radius (R2) der Kugelschulter (24)_β

5* Steuerzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Über» gang zwischen der Kugelkappe (23) undder Kugelschulter (24) ein radial vorspringender Ansatz (26) als Drehsicherung angeordnet ist„

Hydraulischer Steuerzylinder, insbesondere nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß der sich bis in den Kugelkopf (19) erstreckende Zylinderraum (31) im Bodenbereich eine Abstufung (32) mit einem Durchmesser (d2) aufweist, der kleiner ist als der Durchmesser (d1) des Zylinderraumes (3"I) auf dem übrigen Hubbereich des Kolbens (30), und daß der Kolben (30) entsprechend gestuft ausgebildet ist.

7ο SteuerZylinder nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die axiale Länge des im Durchmesser kleineren Kolbenteils (33) des gestuften Kolbens (30) kleiner ist als die axiale Länge des die Kolbendichtung (34) tragenden, im Durchmesser größeren Kolbenteilsο

8« Steuerzylinder nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (20) ebenfalls einen Kugelkopf (21) aufweist, der in eine Gelenkpfanne (22) eines Stangenkopfes (12) des Führungsgestanges (13) einführbar ist.

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9. Steuerzylinder naoh ainem der Ansprüche 1 bis 8, da durch gekennzeichnet, daß als Ver drehsicherung am Kugelkopf (19) des Zylinders außermittig ein axialer Bolzen (35) befestigt ist, der in eine den Kolben (30) durchgreifende exzentrische Bohrung (37) faßt.

10. Steuerzylinder nach Anspruch 9, dadurch, gekennzeichnet , daß die Bohrung (37) der Kolbenstange (20) als Sackbohrung ausgebildet und ihr innenliegendes Ende über mindestens einen Kanal oder eine Nut (38) mit dem Zylinderraum des Steuerzylinders verbunden ist„